RU2594897C1 - Сборка тепловыделяющая ядерного реактора - Google Patents
Сборка тепловыделяющая ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594897C1 RU2594897C1 RU2015115737/07A RU2015115737A RU2594897C1 RU 2594897 C1 RU2594897 C1 RU 2594897C1 RU 2015115737/07 A RU2015115737/07 A RU 2015115737/07A RU 2015115737 A RU2015115737 A RU 2015115737A RU 2594897 C1 RU2594897 C1 RU 2594897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- flow
- fuel assembly
- fuel
- devices
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерного реактора (ТВС). ТВС содержит тепловыделяющие элементы, расположенные рядами в дистанционирующих решетках с определенным шагом и образующие гидравлические ячейки для прохода теплоносителя. По направлению движения потока теплоносителя в области отрицательной энтальпии установлены устройства, отклоняющие поток теплоносителя от осевого таким образом, что происходит смещение вектора скорости потока теплоносителя из одной гидравлической ячейки в другую, а затем, в области положительной энтальпии, установлены устройства, выполненные так, что происходит закрутка потока теплоносителя в пределах каждой гидравлической ячейки. Технический результат - снижение максимального паросодержания и повышение запасов до кризиса теплообмена при работе реактора. 3 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов с водой под давлением.
Предшествующий уровень техники
Энерговыделение по сечению тепловыделяющей сборки ядерного реактора имеет существенные неравномерности. Это приводит к неравномерному распределению параметров теплоносителя и, соответственно, запасов до кризиса теплообмена в ячейках между тепловыделяющими элементами. Для выравнивания параметров теплоносителя по сечению тепловыделяющей сборки применяют перемешивающие устройства в виде решеток с дефлекторами (лопатками) или наклонными гранями.
Известен способ повышения критических тепловых потоков в тепловыделяющих сборках при помощи устройства (перемешивающая решетка) для перемешивания теплоносителя по сечению тепловыделяющей сборки [Патент RU №2383954, заявлен 15.09.2008. G21C 3/32], включающего решетку, выполненную из пересекающихся пластин, образующих при пересечении шестигранные ячейки для размещения твэлов, снабженные дефлекторами (отклоняющими элементами). Дефлекторы наклонены в одном окружном направлении вокруг шестигранной ячейки.
Тепловыделяющая сборка с известным устройством для перемешивания теплоносителя обладает недостатком, заключающимся в том, что дефлекторы создают движение теплоносителя вокруг каждого твэла, т.е. смешение теплоносителя происходит только в ячейках, окружающих конкретный твэл и, таким образом, не совсем эффективно выравнивает энтальпию теплоносителя по сечению тепловыделяющей сборки. Кроме того, в области повышенного паросодержания теплоносителя в тепловыделяющих сборках с повышенным энерговыделением, а также в режимах с пониженными, относительно номинальных, параметрами теплоносителя (давление, массовая скорость), данное устройство не эффективно. В этой области необходимо применить решетки с высокими турбулизирующими свойствами.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является обеспечение теплоотвода от тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок с повышенным энерговыделением.
Задачей изобретения является создание тепловыделяющей сборки, имеющей схему интенсификации теплообмена, обеспечивающей достаточные запасы до кризиса теплообмена как в области отрицательной, так и в области положительной относительной энтальпии.
Техническим результатом изобретения является снижение максимального паросодержания (улучшение условий эксплуатации оболочек твэл) и повышение запасов до кризиса теплообмена при работе РУ.
Достижение цели изобретения - повышение критических тепловых потоков - обеспечивается тем, что тепловыделяющие сборки (1) ядерного реактора содержат тепловыделяющие элементы (2), расположенные рядами (3) в дистанционирующих решетках (4) тепловыделяющей сборки (1), образуют гидравлические ячейки (5) для прохода теплоносителя. Новым является то, что по направлению движения потока (6) теплоносителя установлены устройства (7), выполненные так, что отклоняют поток (6) теплоносителя от осевого таким образом, что происходит смещение вектора скорости потока (6) теплоносителя из одной гидравлической ячейки (6) в другую, а затем, в области положительной энтальпии, установлены устройства (8), выполненные так, что происходит закрутка потока (6) теплоносителя в пределах каждой гидравлической ячейки (5).
Такая схема организации потока теплоносителя, когда в области отрицательной энтальпии применяются устройства, позволяющие эффективно перемешивать теплоноситель (например, перегонять теплоноситель в смежные ячейки), а в области положительной энтальпии применяются устройства с высокими турбулизирующими свойствами (например, обеспечивающими закрутку потока в каждой ячейке, образованной твэлами), позволит снизить максимальное паросодержание (улучшение условий эксплуатации оболочек твэл) и повысить запасы до кризиса теплообмена.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - тепловыделяющая сборка с устройствами для перемешивания теплоносителя;
фиг. 2 - схема горизонтальных векторов скорости при отклонении потока теплоносителя (вид сверху);
фиг. 3 - схема векторов скорости при закрутке потока теплоносителя в ячейке.
Варианты осуществления изобретения
В тепловыделяющих сборках (1) ядерного реактора, содержащих тепловыделяющие элементы (2), расположенные рядами (3) в дистанционирующих решетках (4) тепловыделяющей сборки (1) и образующие гидравлические ячейки (5) для прохода теплоносителя по направлению движения потока (6) теплоносителя в области отрицательной энтальпии, установлены устройства (7), отклоняющие поток (6) теплоносителя от осевого таким образом, что происходит смещение вектора скорости потока (6) теплоносителя из одной гидравлической ячейки (5) в другую, а затем, в области положительной энтальпии, установлены устройства (8), выполненные так, что происходит закрутка потока (6) теплоносителя в пределах каждой гидравлической ячейки (5).
В тепловыделяющей сборке с такими устройствами повышение критических тепловых потоков в активной зоне ядерного реактора осуществляется следующим образом.
Теплоноситель поступает в тепловыделяющую сборку (1) и нагревается соответственно энерговыделениям в тепловыделяющих элементах. Так как энерговыделения по сечению и высоте тепловыделяющей сборки имеют существенную неравномерность, то и подогрев теплоносителя тоже оказывается неравномерным. В области отрицательной энтальпии для выравнивания температур и паросодержаний теплоносителя в разных ячейках и тепловыделяющих сборках отклоняет потоки (6) в каждой ячейке (5), образованной тепловыделяющими элементами (2), обеспечивая для них перемещение в смежные ячейки (5), что приводит к соответствующему усреднению по сечению тепловыделяющей сборки температур и паросодержаний. При этом направление перемещения потока выбирается таким образом, чтобы суммарная результирующая горизонтальной силы от потока теплоносителя на элементы тепловыделяющей сборки была равна нулю. В области положительной энтальпии применяют устройства, турбулизирующие поток, увеличивая интенсивность теплосъема с поверхности тепловыделяющих элементов.
Таким образом, предлагаемое решение, а именно использование двух последовательных схем - перемешивание с последующей турбулизацией потока теплоносителя, обладают существенной новизной и технической эффективностью.
Экономическая эффективность применения предлагаемого изобретения определяется также повышением безопасности ядерного реактора за счет снижения неравномерности параметров теплоносителя в тепловыделяющей сборке и активной зоне и возможностью повышения мощности реактора за счет увеличения запасов до критических параметров охлаждающего теплоносителя.
Claims (1)
- Тепловыделяющая сборка (1) ядерного реактора, содержащая тепловыделяющие элементы (2), расположенные рядами (3) в дистанционирующих решетках (4) тепловыделяющей сборки (1), образующие гидравлические ячейки (5) для прохода теплоносителя, отличающаяся тем, что по направлению движения потока (6) теплоносителя в области отрицательной энтальпии установлены устройства (7), отклоняющие поток (6) теплоносителя от осевого таким образом, что происходит смещение вектора скорости потока (6) теплоносителя из одной гидравлической ячейки (5) в другую, а затем, в области положительной энтальпии, установлены устройства (8), выполненные так, что происходит закрутка потока (6) теплоносителя в пределах каждой гидравлической ячейки (5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115737/07A RU2594897C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Сборка тепловыделяющая ядерного реактора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115737/07A RU2594897C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Сборка тепловыделяющая ядерного реактора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594897C1 true RU2594897C1 (ru) | 2016-08-20 |
Family
ID=56697139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115737/07A RU2594897C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Сборка тепловыделяющая ядерного реактора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594897C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759217C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2021-11-11 | Акционерное Общество "Твэл" | Ядерный реактор с водой под давлением |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050105677A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-05-19 | Kyung-Ho Yoon | Spacer grid for nuclear reactor fuel assemblies |
RU2319235C1 (ru) * | 2006-08-08 | 2008-03-10 | Николай Иванович Перепелица | Дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки |
US7469030B2 (en) * | 2002-03-29 | 2008-12-23 | Framatome Anp | Spacer grid for a fuel unit in a nuclear reactor cooled by light water |
RU113055U1 (ru) * | 2011-06-16 | 2012-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки высокоэнергетического ядерного реактора |
RU2448376C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Структура пластинчатой решетки для тепловыделяющей сборки |
-
2015
- 2015-04-27 RU RU2015115737/07A patent/RU2594897C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7469030B2 (en) * | 2002-03-29 | 2008-12-23 | Framatome Anp | Spacer grid for a fuel unit in a nuclear reactor cooled by light water |
US20050105677A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-05-19 | Kyung-Ho Yoon | Spacer grid for nuclear reactor fuel assemblies |
RU2319235C1 (ru) * | 2006-08-08 | 2008-03-10 | Николай Иванович Перепелица | Дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки |
RU2448376C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Структура пластинчатой решетки для тепловыделяющей сборки |
RU113055U1 (ru) * | 2011-06-16 | 2012-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки высокоэнергетического ядерного реактора |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759217C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2021-11-11 | Акционерное Общество "Твэл" | Ядерный реактор с водой под давлением |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2707881B1 (en) | Nuclear reactor control method and apparatus | |
JP4786616B2 (ja) | 原子炉 | |
RU2537693C2 (ru) | Опорная решетка ядерной тепловыделяющей сборки | |
RU2594897C1 (ru) | Сборка тепловыделяющая ядерного реактора | |
JP6503188B2 (ja) | 原子炉炉心及び燃料集合体装荷方法 | |
KR101405666B1 (ko) | 원자력 발전소의 피동이차응축시스템 | |
Gu et al. | Transient analyses on loss of heat sink and overpower transient of natural circulation LBE-cooled fast reactor | |
US9536628B2 (en) | Nuclear fuel assembly support grid | |
US9514851B2 (en) | Rib-type roughness design for improved heat transfer in PWR rod bundles | |
RU2720465C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
EP3564965B1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
RU2391725C1 (ru) | Способ и устройство перемешивания теплоносителя в тепловыделяющих сборках ядерного реактора | |
Wang et al. | Natural circulation characteristics of lead-based reactor under long-term decay heat removal | |
Arsene et al. | Improvement of the Thermal hydraulic characteristics in the Calandria Vessel of a CANDU 6 Nuclear Reactor | |
KR20170015986A (ko) | 내압궤성 핵연료 집합체 지지 그리드 | |
RU67760U1 (ru) | Перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
Verma et al. | Experimental investigation: effect of shrouds on thermal stratification of a large water pool | |
CN202694816U (zh) | 一种适用于超临界水堆的mox燃料组件结构 | |
CN102768863A (zh) | 一种适用于超临界水堆的mox燃料组件结构 | |
KR20130133232A (ko) | 핵 연료봉 플레넘 스프링 조립체 | |
KR101533868B1 (ko) | 중수로 핵연료 다발의 핵연료봉 구조 | |
TW201640517A (zh) | 用於核沸水反應器的燃料組件 | |
RU2566674C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
RU2501102C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка | |
JP6430141B2 (ja) | 沸騰水型原子炉の炉心 |